UWB定位和AOA定位技术与应用
一、UWB定位和AOA定位技术原理:
UWB(Ultra-Wideband)是一种无线通信技术,它能够在非常宽的频率范围内传输信号。
AOA(Angle of Arrival)原理是指通过测量信号到达接收器的角度来确定信号的发送源位置。
在UWB系统中,通过使用多个接收天线阵列,可以实现对信号到达角度的准确测量。
在UWB的AOA原理中,首先需要利用天线阵列接收到来自不同方向的信号。这些信号会在不同的时间到达接收器,这是因为信号在传播过程中会受到多径效应的影响。多径效应是指信号在传播过程中,会经过多个路径的反射、散射和绕射,导致信号到达接收器的时间和方向上产生变化。
UWB的AOA原理通过测量信号到达的角度,可以实现对信号发送源位置的准确定位。通过合理利用天线阵列、信号处理和计算技术,可以实现对信号到达角度的精确测量。这项技术在室内定位、无线通信系统等领域具有广泛的应用前景。
二、UWB定位和AOA定位技术对比:
2.1、基站数量对比:
●UWB-AOA:单基站覆盖半径>20米,对安装高度无要求;
●蓝牙AOA:单基站覆盖半径为安装高度的1~2倍;
2.2、定位精度对比:
●UWB-AOA:单台大范围2维精确定位+小范围3维定位。UWB不仅可以测信号方向,还能厘米级测距,定位更准确。标签高度不影响定位精度。
●蓝牙AOA:单台小范围2维粗糙定位。蓝牙AOA能测信号方向,但不能测距离。要先假设标签的高度是固定的,再测得信号来向与该高度平面的交点投影位置。当标签被举起或放下有高度变化时,会严重影响定位精度。
2.3、抗多径干扰对比:
●UWB-AOA:UWB技术更容易识别直达路径,在障碍物多的复杂环境中定位精度更优。
●蓝牙AOA:蓝牙技术无法区分直达和反射路径,测得的是包含墙壁等障碍物反射后的混叠信号,在复杂环境下定位精度低、稳定度差。
2.4、抗无线电干扰对比:
●UWB-AOA:UWB频段在工信部规范下,与其它无线电没有冲突。而且UWB是超宽带信号,对常见电磁干扰(都是窄带)抵抗力更强。
●蓝牙AOA:蓝牙所用2.4G频段非常拥挤,容易受到其它电子设备干扰,包括WIFI、蓝牙耳机、智能家居、甚至无线鼠标等。
2.5、成本与趋势对比:
苹果、三星、小米、OPPO、VIVO、谷歌等都已经发布或即将发布多款集成UWB的手机和消费电子产品,UWB的市场趋势正在形成。随着UWB进入手机生态,众多国内外初创公司正在将UWB芯片的成本大幅降低,逐渐达到蓝牙芯片价位。蓝牙相对UWB的成本和普及度优势正在丧失,
三、UWB定位和AOA定位优势总结:
3.1、部署数量和覆盖面积:
UWB-AOA单基站覆盖半径>20米,可间隔30米以上部署。VS蓝牙AOA单基站覆盖受高度影响的≤20米,拥有绝对优势。
3.2、安装高度:
UWB-AOA单基站部署:不受高度影响和限制
蓝牙AOA单基站部署:受高度影响和限制
3.3、项目投资成本:
同面积下的硬件和施工总成本比较(基于二维定位):
●UWB-AOA单基站部署比UWB传统基站减少50%;
●比蓝牙AOA基站数量减少70%以上。
●项目环境内遮挡越多,UWB AOA单基站优势越明显。
3.4、复杂无线电环境:
项目复杂无线电以及金属遮挡物密集的环境中,UWB频段在工信部规范下,与其它无线电没有冲突。而且UWB是超宽带信号,对常见电磁干扰(都是窄带)抵抗力更强。
四、UWB定位和AOA定位----人员定位功能:
●实时定位及轨迹回放:精准获取人员位置、分布及活动轨迹;
●智能考勤及工时统计:高效统计人员对应的到岗时间、在岗时长和考勤状态等;
●作业行为监测:防止串岗、脱岗、超员、缺员等,自定义设置滞留区域和时间,多人聚众或无人值守告警提示;
●电子围栏:基于定位系统,人员安全行为监管;
●应急救援:当事故发生时,可以根据系统定位人员的位置和行为轨迹对信息进行分析,为应急救援提供重要依据,提高救援效率。
●视频联动:如果条件允许,还可以部署视频监控设备,与UWB技术结合,实现视频联动,实现高效救援和应急措施定向实施。 UWB定位和AOA定位技术原理:型图中,您可能会看到以下布局: 发射器放置在场景的一侧。 接收器放置在场景的另一侧,可以配置为接收来自不同方向和角度的信号。 接收器接收到信号后,通过信号处理和定位算法,确定目标的位置。